内侧苍白球深部脑刺激治疗运动障碍效应的成败：CSP-468队列中的最佳作用点与神经连接分析

《Neuromodulation: Technology at the Neural Interface》：Success and failure with the antidyskinetic effect of Globus Pallidus Internus Deep Brain Stimulation: A sweetspot and connectivity analysis in the CSP-468 Cohort

　　

肖恩·德索萨|哈什·P·沙阿|维克拉姆·塞沙德里|杰米·托姆斯|皮埃尔·达埃斯|贝诺瓦·M·达万特|李睿|陈杰弗里|卡雷尼娜·奥佩姆|保罗·科赫|保罗·拉尔森|凯瑟琳·L·霍洛韦

美国密苏里州圣路易斯市华盛顿大学圣路易斯医学院神经外科

结构化摘要

研究目的

对内侧苍白球进行深部脑刺激可减轻左旋多巴诱发的运动障碍，但有时这种刺激会失效或使症状加重，这表明存在不同的促动/抗动神经回路机制。利用CSP-468试验中的广泛GP采样数据，我们试图确定能够预测GPi深部脑刺激患者运动障碍结局的刺激区域及连接图谱。

材料与方法

数据来源于一项多中心、随机化的CSP-468研究，该研究比较了帕金森病患者丘脑下核与GPi深部脑刺激的效果。我们对69名术前就有明显运动障碍的双侧GPi深部脑刺激患者的术后影像数据进行分析，以探讨电极位置与术后6个月运动障碍发作时间变化之间的关系。Cranial Suite和LeadDBSv3.0工具被用于将数据非线性配准到蒙特利尔神经学研究所的坐标系中，并生成组织激活体积图。这些患者被伪随机分为模型组与验证组。通过t检验，利用模型组中基于结局加权得到的组织激活体积图，确定了高于平均水平（最佳刺激区）和低于平均水平（次优刺激区）的刺激区域。此外，还利用帕金森病进展标记计划构建的连接图谱，识别出与抗运动障碍效应相关的结构纤维。最后，利用患者的组织激活体积图以及Brain Genomics Superstruct Project-1000构建的连接图谱，生成了正常静息态功能磁共振成像连接图谱，从而识别出运动障碍改善组与恶化组之间在同步性方面存在显著差异的区域。所有模型均在验证组上进行了测试。

研究结果

在验证组中，最佳刺激区与次优刺激区能够有效预测结局（R_Spearman=0.55，p=0.004，q=0.018）。最佳刺激区位于GPi的腹后部，延伸至GPi下方；而次优刺激区则围绕GPi的UPDRS最佳刺激区，范围从外侧GPi的中部内侧延伸到GPi的背侧以及GPi的中部内侧。这两个区域均不与UPDRS的最佳刺激区重叠。与抗运动障碍效应相关的纤维位于GPi下方，路径与透镜状束相似（R_Spearman=0.46，p=0.02，q=0.028）。正常静息态功能磁共振成像连接图谱显示，补充运动区/前运动区的同步性越高，结局越差（R_Spearman=0.5，p=0.008，q=0.018）。

研究结论

这项分析确定了能够在独立样本组中预测运动障碍结局的刺激区域及神经连接，进一步证明了（腹侧）GPi、透镜状束以及补充运动区/前运动区网络的重要性。